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飞秒激光:钼材精密加工的破局者

发布时间:2024-10-23 来源:单色科技

在现代工业领域,钼材以其Z越的物理和化学特性占据着重要地位。然而,对钼材进行加工,尤其是加工微孔,却充满了挑战。

钼具有高熔点、高硬度以及高强度等特性。其高熔点使得在加工过程中需要极高的能量才能使材料熔化或气化。传统的加工方法,如机械钻孔,在面对钼材时往往力不从心。机械钻孔依靠钻头的旋转切削力来去除材料,可钼材的硬度极大,会迅速磨损钻头,不仅增加了加工成本,还导致加工效率低下。并且,机械钻孔产生的切削力容易使钼材产生应力集中现象,造成材料内部出现微裂纹等缺陷,严重影响钼材制品的质量和性能。

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在加工微孔时,传统的电火花加工也存在诸多问题。电火花加工利用放电产生的高温来蚀除材料,但钼材良好的导电性会使放电过程难以控制。一方面,容易出现放电不稳定的情况,导致微孔的孔径尺寸精度难以保证;另一方面,放电产生的热量会在钼材表面形成较大的热影响区,使材料的组织结构发生变化,进而改变钼材的物理性能,如硬度降低、耐腐蚀性变差等。

样品图片

 

而在现代精密加工领域,飞秒激光以其独特的优势成为众多科研与工程应用的焦点。当涉及在壁厚为 50μm 的钼材上加工孔径为 50μm 且正反面无锥度的微孔时,飞秒激光更是展现出巨大的价值。

 

飞秒激光加工具有超短脉冲和极高的峰值功率特性。其超短脉冲使得能量在极短时间内作用于材料,能够有效避免热传导带来的热影响区扩大问题。在如此短的时间内,激光能量能够高度集中地作用于钼材表面的极小区域,材料瞬间吸收巨大能量直接从固态变为气态被去除,极大地减少了热传导过程,将热影响区控制在极小的范围内,近乎可以忽略不计。这对于钼材这种对热敏感的材料来说至关重要,有效避免了因热效应导致的材料变形、组织变化以及微裂纹等问题。

测量数据测量数据 

飞秒激光极高的峰值功率能够以超强的能量直接打断钼原子之间的化学键,而非像传统加工方法依靠热效应来去除材料。这种非热熔性的加工机制使得加工过程更加精准、干净利落,能够加工出表面质量极高、边缘清晰且无重铸层的微孔。同时,通过调控激光参数,如脉冲能量、脉冲宽度、重复频率等,飞秒激光可以适应不同厚度和形状的钼材加工需求,实现对加工过程的精准控制,确保加工出符合要求的孔径尺寸和形状精度的微孔。

 

       除了激光参数,加工系统的稳定性和定位精度也不容忽视。稳定的光路系统能够确保激光在传输过程中的能量损耗Z小化,并且保证激光聚焦点的位置精度。先进的定位系统可以实现对钼材的精准定位,使得激光能够准确作用于预定位置。在加工策略方面,采用螺旋式扫描或者分层扫描等方法,可以有效地减少加工过程中的应力积累,从而降低微孔锥度产生的可能性。

       值得一提的是,单色科技在飞秒激光精密加工领域有着Z越的表现。不仅在钼材加工方面取得了显著成果,还打破了国内同类设备在Z小加工分辨率上的局限,攻克了长期困扰业界的大幅面微纳光学加工精度难题。为现代精密制造技术的发展注入了新的活力,也为钼材在高端制造领域的广泛应用开辟了新的道路。

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